带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置制造方法
【专利摘要】带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，属于体能训练器材【技术领域】，具体涉及到一种平衡训练用体育器材。本发明解决了现有平衡训练装置没有量化监控及利用运动员的动作信息对运动员的动作技术训练过程进行监控的功能，使得训练者不能够随时获知自己的状态的问题。本发明的平板状踏板的底部固定有底面为弧面的平衡底座，所述踏板底面上固定有两个测距传感器，该两个测距传感器分别位于平衡底座弧面的两侧；两个测距传感器输出信号给控制电路，所述控制电路的显示驱动信号输出端连接显示器的信号输入端；所述控制电路用于采集传感器数据并发送给显示器显示输出。本发明是用于对专业运动员的平衡能力的训练。
【专利说明】带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置
【技术领域】
[0001]本申请属于体能训练器材【技术领域】，具体涉及到一种平衡训练用体育器材。
【背景技术】
[0002]随着体育技术的发展，现有体能训练的分类越来越细，体育的基础技能分为三大类:运动技能、平衡技能和综合技能。运动技能指的是人从一个地方到另一个地方的能力，它包含了走、慢跑和疾跑，也包括游泳。平衡技能指的是运动中利用最小的支撑从而达到身体稳定的能力，平衡是运动最重要的因素，是很多运动项目的基础技能。综合技能是运动员通过手脚的综合性运动来控制身体，包括投掷和击打。
[0003]平衡能力是完成动作的保证。平衡能力可分为静态平衡能力和动态平衡能力，静态平衡能力指的是在静止状态下保持平衡的能力，如单脚站立时的平衡状态。动态平衡能力指的是在运动中保持平衡和控制身体的能力。
[0004]在目前的训练中，对平衡练习的重视不够，练习手段也不多。常用的器械包括平衡木、平衡板和搏速球等，它缺少对平衡练习的量化监控。利用运动员的动作信息对运动员的技术训练过程进行实时监控是现代体育科学训练的发展方向。
【发明内容】
[0005]为了解决现有平衡训练装置没有量化监控及利用运动员的动作信息对运动员的动作技术训练过程进行监控的功能，使得训练者不能够随时获知自己的状态的问题。本发明提供了一种带有信息反馈的平衡训练装置。
[0006]本发明所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置包括踏板、平衡底座、两个测距传感器、控制电路和显示器，踏板为平板状，平衡底座的底面是半径为R的弧面，所述平衡底座的顶面为平面，所述平衡底座的顶面与踏板的底面固定连接，所述踏板底面上固定有两个测距传感器，所述两个测距传感器分别位于平衡底座弧面的两侧；
[0007]两个测距传感器的信号输出端分别连接控制电路的第一距离信号输入端和第二距离信号输入端，所述控制电路的显示驱动信号输出端连接显示器的信号输入端；
[0008]所述控制电路内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元:
[0009]数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集第一距离信号输入端输入的第一距离信号和第二距离信号输入端输入的第二距离信号；
[0010]比较单元，用于接收到的第一距离信号减去第二距离信号，获得信号差；
[0011]显示单元，用于将信号差转换成数字信息或图形信息发送给显示器。
[0012]上述的控制电路的具体结构可以为下述结构:所述控制电路包括两个信号调理电路信号调理电路、A/D转换电路和控制器；所述控制模块嵌入在控制器内，所述两个信号调理电路信号调理电路的信号输入端分别是控制电路的第一距离信号输入端和第二距离信号输入端，所述两个信号调理电路信号调理电路的信号输出端分别连接A/D转换电路的两个模拟信号输入端，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接控制器的信号采集信号输入端，所述控制器的A/D转换控制信号输出端连接A/D转换电路的转换控制信号输入端，所述控制器的显示驱动信号输出端连接显示器的信号输入端。
[0013]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置还可以包括键盘，所述键盘的信号输出端连接控制电路的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元:
[0014]按键信息采集单元，用于接收键盘输入的按键信息；
[0015]按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息为采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息位图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元；
[0016]显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器。
[0017]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置还可以包括两个调零电路，所述两个调零电路分别与两个信号调理电路信号调理电路相对应，每个调零电路的信号输出端连接一个信号调理电路信号调理电路的调零信号输入端。
[0018]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置还可以包括底座，所述底座上表面设置有与平衡底座相对应的凹槽，所述平衡底座放入在该凹槽内。
[0019]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置中的凹槽的底面为平面或弧面。
[0020]当上述凹槽的底面为弧面时，所述平衡训练装置还可以包括多个限位弧形板，所述多个限位弧形板依次叠加放置在凹槽内，所述多个限位弧形板的内弧半径依次缩小，并且最小的内弧半径大于平衡底座的半径，相邻两块限位弧形板相接处的弧面的半径相等。
[0021]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置还可以包括底座和一对或多对限位装置，所述底座的上面带有凹槽，所述平衡底座嵌入在所述凹槽内，每对限位装置对称设置在凹槽的左右两侧，所述限位装置用于限制平衡底座左右摆动的幅度，所述限位装置固定在底座的上表面。
[0022]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置中的限位装置的高度可调。
[0023]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置中的每对限位装置的间距可调。
[0024]本发明所述的带有信息反馈的平衡训练装置在训练过程中，能够实时显示平衡状态，进而让训练者获知其训练的状态，进而实时调整其姿态。
[0025]上述带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置中还可以包括电机驱动电路、电机和传动机构，所述电机驱动电路的控制信号输入端连接控制器的电机驱动信号输出端，所述底座为空心结构，每个限位装置由限位挡板和传动杆组成，所述传动杆的一端与限位挡板固定连接，该传动杆的另一端带有限位环形突起；该传动杆通过轴承固定在底座的内侧壁上，并且限位挡板位于底座侧壁与平衡底座之间，所述电机驱动电路驱动电机转动，所述电机的输出轴通过传动机构同时驱动两个限位装置中的传动杆做相对的直线运动；
[0026]控制电路内嵌入的控制模块还包括如下单元:平衡度检测单元，用于对本次采样之前的连续N个距离差信号求平均值，获得平均距离差，N为大于10的正整数；电机驱动信号产生单元，用于根据平衡度检测单元获得的平均距离差，产生电机驱动信号，调整两个限位装置的间距，使得踏板的摆动最大幅度为平均距离差的1.2至1.6倍。
[0027]本发明所述的带有信息反馈的平衡训练装置还能够将训练过程中的平衡信息通过串行通信端口或无线通信电路发送给远距离的计算机等信息读取设别，进而可以用于分析训练者的训练状态，进而为教练提供制定训练计划的有效依据，实现了对现有平衡装置训练装置的量化监控，进而对整个运动技术过程实时有效的监控。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是【具体实施方式】一所述的一种带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的机械结构部分的结构示意图；图2是图1的仰视图；图3是图1的侧视图。图4是【具体实施方式】一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的电气部分的原理示意图。图5是本发明所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的一种电气部分的原理示意图。图6是【具体实施方式】八所述的一种带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的机械结构部分的结构示意图；图7是【具体实施方式】七所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构示意图。图7是【具体实施方式】七所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构示意图。图8是【具体实施方式】九所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构示意图。图9是【具体实施方式】十所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构示意图。图10是【具体实施方式】十二所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构示意图。图11是【具体实施方式】十六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构示意图。图12是【具体实施方式】十七所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置中的限位装置10部分的局部放大图。图13是图12的剖视图。图14是图12的A-A剖视图。图15是【具体实施方式】十九所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构示意图。图16是【具体实施方式】二十所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置中的底座的俯视图。图17是【具体实施方式】二十一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的结构不意图。图18是图17中底座9的俯视图。图19是【具体实施方式】【具体实施方式】二十一所述的L形杆件的结构示意图。图20是【具体实施方式】【具体实施方式】二十一所述的门字形杆件的结构示意图。图21是【具体实施方式】二十五所述的一种带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的机械结构部分的结构示意图。图22是图21中的底座的俯视图。
【具体实施方式】
[0029]【具体实施方式】一:参见图1至4说明本实施方式。本实施方式所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置包括踏板1、平衡底座2、两个测距传感器3、控制电路4和显示器6，踏板1为平板状，平衡底座2的底面是半径为R的弧面，所述平衡底座2的顶面为平面，所述平衡底座2的顶面与踏板1的底面固定连接，所述踏板1底面上固定有两个测距传感器3，所述两个测距传感器分别位于平衡底座2的弧面的两侧；
[0030]两个测距传感器的信号输出端分别连接控制电路4的第一距离信号输入端和第二距离信号输入端，所述控制电路4的显示驱动信号输出端连接显示器6的信号输入端；
[0031]所述控制电路4内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元:
[0032]数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集第一距离信号输入端输入的第一距离信号和第二距离信号输入端输入的第二距离信号；
[0033]比较单元，用于接收到的第一距离信号减去第二距离信号，获得信号差；
[0034]显示单元，用于将信号差转换成数字信息或图形信息发送给显示器。
[0035]本实施方式中，测距传感器输出的为数字信号。[0036]所述采样时间为0.5秒至3秒之间的任意时间参数。
[0037]本实施方式所述的有信息反馈功能的平衡训练装置在实际应用时，将平衡底座2置于平整的区域中，训练者单脚或双脚站立在踏板1上，训练开始后，当踏板1发生倾斜时，两个测距传感器3输出的信号不同，控制电路通过采集和对比两个距离信号获得踏板的倾斜度，并将该倾斜度以数字或图形的方式通过显示器显示输出。
[0038]当以数字形式显示时，可以显示带有正负号的信号差值，数字越大表示倾斜度越大。
[0039]当以图形的形式显示时，可以显示平衡训练装置的整体图像，然后根据倾斜度显示所述平衡训练装置的倾斜状态。还可以通过简易的图像，例如仅仅显示踏板的平衡状态。
[0040]【具体实施方式】二:参见图5说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述控制电路4包括两个信号调理电路41、A/D转换电路42和控制器43 ;所述控制模块嵌入在控制器43内，所述两个信号调理电路41的信号输入端分别是控制电路4的第一距离信号输入端和第二距离信号输入端，所述两个信号调理电路41的信号输出端分别连接A/D转换电路42的两个模拟信号输入端，所述A/D转换电路42的数字信号输出端连接控制器43的信号采集信号输入端，所述控制器43的A/D转换控制信号输出端连接A/D转换电路42的转换控制信号输入端，所述控制器的显示驱动信号输出端连接显示器6的信号输入端。
[0041]本实施方式中，两个测距传感器输出的为模拟信号，该模拟信号通过信号调理电路处理之后发送给A/D转换电路，该A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号之后发送给控制器。
[0042]本实施方式中的控制器43可以采用单片机实现。
[0043]【具体实施方式】三:参见图5说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一或二所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，它还包括键盘5，所述键盘5的信号输出端连接控制电路4的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元:
[0044]按键信息采集单元，用于接收键盘5输入的按键信息；
[0045]按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息为采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息位图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元；
[0046]显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器6。
[0047]本实施方式中增加了键盘5，能够实现对参数的设置，例如可以设置采样间隔的采样时间，或者设定显示信号的种类是数字还是图形等等。
[0048]【具体实施方式】四:参见图5说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一、二或三所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，它还包通信驱动电路7，所述通信驱动电路7的信号输入端连接控制电路4的通信信号输出端；
[0049]所述控制模块还包括通信单元，所述通信单元用于将比较单元获得的信号差发送给通信驱动电路。
[0050]本实施方式中增加了通信驱动电路7，能够将控制器获得的测量结果数据通过该通信驱动电路7发送出去，进而实现远程数据传输。
[0051]本实施方式所述的通信驱动电路44可以为现有各种串行通信驱动电路或无线通信驱动电路。所述串行通信驱动电路为USB串行通信驱动电路、RS485串行通信驱动电路、RS232串行通信驱动电路或者网络通信驱动电路。
[0052]本实施方式所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置能够在训练过程中将测量结果实时发送给远程的设备，进而实现训练状态远程监测的功能。
[0053]【具体实施方式】五:参见图5说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】二所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，它包括两个调零电路44，所述两个调零电路44分别与两个信号调理电路相对应，每个调零电路44的信号输出端连接一个信号调理电路41的调零信号输入端。
[0054]本实施方式增加了调零电路45，在实际使用之前，首先将本实施方式所述的平衡训练装置放置在平整的地面上，然后保持踏板1处于平稳状态，此时，通过调零电路45调整电压驱动显示器的显示值为零。在进行前述工作之后，再开始训练，进而能够保证测量获得的踏板的倾斜度更准确。
[0055]【具体实施方式】六:参见图6说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述平衡训练装置还包括底座8，所述底座8上表面设置有与平衡底座2相对应的凹槽81，所述平衡底座2放入在该凹槽
81内。
[0056]本实施方式增加了带有凹槽81的底座8，在实际使用过程中，将平衡底座2置于并且所述凹槽81内，便于固定位置，并且所述凹槽81的侧壁能够起到限位的作用。可以通过调整凹槽81的宽度或深度来限制平衡底座2左右摆动的幅度，使其能够适合不同水平的运动员的练习需求。
[0057]【具体实施方式】七:参见7说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述凹槽81的底面为平面。
[0058]参见图7所示，所述凹槽81的底面为平面，使其能够适用于不用半径的平衡底座2，通用性更强。可以根据需要设定的踏板1左右摆动的幅度，设计凹槽81的深度获得高度。在凹槽81的深度不变的条件下，所述凹槽81的宽度越宽、则踏板1能够左右摆动的最大角度a越大；同理，当在凹槽81的宽度不变的条件下，所述凹槽81的深度越深，则踏板1能够左右摆动的最大角度a越小。
[0059]【具体实施方式】八:参见6说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述凹槽81的底面为平面与弧面的组合，且所述弧面与平衡底座2外弧对应的弧面，且该弧面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.02至0.1之间。
[0060]本实施方式所述的凹槽81底面的形状，更容易使得在将平衡底座2放置在凹槽81内的时候，所述平衡底座2位于凹槽81载有中间的位置，使得平衡底座2距离凹槽81左右侧壁的距离相等，进而使得平衡底座2在凹槽81内左右摆动的限位角度相等。
[0061]【具体实施方式】九:参见8说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述凹槽81的底面为弧面，且该弧面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.2至0.6之间。
[0062]本实施方式中，所述凹槽81的底面为弧面，更容易保证平衡底座2位于凹槽81的中间位置，使得其左右摆动幅度相同。
[0063]【具体实施方式】十:参见图9说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】九所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述平衡训练装置还包括多个限位弧形板82，所述多个限位弧形板82依次叠加放置在凹槽81内，所述多个限位弧形板
82的内弧半径依次缩小，并且最小的内弧半径大于平衡底座2的半径，相邻两块限位弧形板82相接处的弧面的半径相等 。
[0064]本实施方式中，增加了弧形限位板82，多个弧形限位板的半径不同，参见图9所示，相当于改变了凹槽81深度和宽度，进而实现调整踏板1能够左右摆动的最大角度a的目的。本实施方式适用于对不用需求的训练者使用。
[0065]【具体实施方式】十一:本实施方式与【具体实施方式】十所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述弧形限位板中，内径最小的弧形限位板的圆弧的弦闻大于平衡底座2的闻度的0.2倍，内径最大的弧形限位板的圆弧的弦闻小于平衡底座2的0.6倍。
[0066]【具体实施方式】十二:参见图10说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述平衡训练装置还包括底座9和一对或多对限位装置10，所述底座9的上面带有凹槽91，所述平衡底座2嵌入在所述凹槽91内，每对限位装置10对称设置在凹槽的左右两侧，所述限位装置10用于限制平衡底座2左右摆动的幅度，所述限位装置10固定在底座9的上表面。
[0067]本实施方式中，增加了带有凹槽9的底座，并且在底座上设置有限位装置10，实现对踏板1能够左右摆动的最大角度a的限制的目的。
[0068]【具体实施方式】十三:本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述凹槽91的底部为平面。
[0069]【具体实施方式】十四:本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述凹槽91的底面为平面与弧面的组合，且所述弧面与平衡底座2外弧对应的弧面，且该弧面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.02至0.1之间。
[0070]本实施方式中，限制凹槽9底面的中间为弧面，更容易使得在将平衡底座2放置在凹槽91内的时候，所述平衡底座2位于凹槽91载有中间的位置，使得平衡底座2距离左右两侧的限位装置的距离相等。
[0071]【具体实施方式】十五:本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述凹槽91的底面为弧面，且该弧面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.2至0.6之间。
[0072]本实施方式中，限制凹槽9底面为弧面，更容易使得在将平衡底座2位于凹槽91的中间位置，使得平衡底座2距离左右两侧的限位装置的距离相等。
[0073]【具体实施方式】十六:参见图11说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述限位装置10的高度可调。
[0074]本实施方式中，所述限位装置10采用高度可调的结构，进而实现调整踏板1能够左右摆动的最大角度a的限制的目的。[0075]【具体实施方式】十七:参见图12、13和14说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】十六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述限位装置10由固定套101、可调支撑柱102和插销103组成，所述固定套101为圆筒形结构，所述固定套101嵌入并固定在底座9的表面，所述固定套101上设置有定位孔，可调支撑柱102沿其长度方向设置有多个限位通孔104，所述可调支撑柱102从固定套101的上端插入，且所述可调支撑柱102的任意一个限位通孔104与固定套101上的定位孔相对应，插销103同时插入该限位通孔104和固定套101上的定位孔。
[0076]本实施方式限定了一中具体的高度可调的结构，该种结构采用插销的方式实现定位，才做方便快捷。
[0077]【具体实施方式】十八:本实施方式与【具体实施方式】十二所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，每对限位装置10的间距可调。
[0078]本实施方式中的限位装置10的间距可调，进而可以通过调整限位装置之间的距离来调整踏板1能够左右摆动的最大角度a的限制的目的。
[0079]【具体实施方式】十九:参见图15说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】十六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述限位装置10与底座9之间为插接连接。
[0080]【具体实施方式】二十:参见图16说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】十六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述底座9的上表面设置有多对左右对称的限位孔92，每个限位装置10的底部为插杆所述插杆插接在所述限位孔内实现固定。
[0081]本实施方式中，在底座上设置多个限位孔92，即:限定了限位装置10间距的几种固定尺寸，即:限定了踏板1能够左右摆动的最大角度a的几种具体数据，在使用时，根据需要选择相应档位即可。另外，本实施方式中的距离调整方式采用插接结构，调整时，通过拔插定位装置即可，操作方便快捷。
[0082]【具体实施方式】二十一:参见图17和18说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】十六所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的区别在于，所述每个限位装置10包括一根滑轨、一根顶柱14、一根挡杆13和多对限位块12 ;所述滑轨与底座的上表面固定连接；所述顶柱14固定在滑轨的滑块上；在滑轨的两侧、沿其滑动方向等间距设置有多对限位挡块12，每对限位挡块12上均设置有挡杆固定槽，所述挡杆固定槽用于放置挡杆。
[0083]本实施方式中所述限位装置10采用滑道的方式实现间距的调整，通过在滑道侧面设置限位挡块实现固定位置的作用，操作方便、快捷，并且使得限位装置1的高度保持不变，更能保证在每个档位所限定的踏板1能够左右摆动的最大角度a的一致性。
[0084]【具体实施方式】二十二:参见图19和20说明本实施方式。本实施方式是对【具体实施方式】二十一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的进一步限定带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，本实施方式中，所述挡杆13为L形杆件或门字形杆件。
[0085]【具体实施方式】二十三:本实施方式与前述所有实施方式的进一步限定，本实施方式中，所述平衡底座2为中空结构，采用橡胶制做。本实施方式中的平衡底座2的内部可以充气、充水或者防止沙子等流体，使得底部更加稳定。[0086]【具体实施方式】二十四:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的进一步限定，本实施方式中，所述平衡底座2的外表面均匀分布有若干突起。用于防滑。
[0087]图19所示的挡杆13为L形杆件，图20所示的挡杆13为门字形杆件。这两种杆件的结构都能够保证挡杆13放置位置的准确性以及放置之后的稳定性。
[0088]本发明所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的具体结构不局限于上述各种实施方式所描述的具体结构，还可以使上述各个实施方式所记载的技术特征的合
理组合。
[0089]【具体实施方式】二十五:参见图5、21和22说明本实施方式。本实施方式是对具体实时方式十二所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置的进一步限定，本实施方式中，增加了电机驱动电路105、电机和传动机构，所述电机驱动电路105的控制信号输入端连接控制器43的电机驱动信号输出端，所述底座9为空心结构，每个限位装置10由限位挡板101和传动杆102组成，所述传动杆102的一端与限位挡板101固定连接，该传动杆102的另一端带有限位环形突起；该传动杆102通过轴承固定在底座9的内侧壁上，并且限位挡板101位于底座9侧壁与平衡底座2之间，所述电机驱动电路105驱动电机转动，所述电机的输出轴通过传动机构同时驱动两个限位装置10中的传动杆102做相对的直线运动；
[0090]控制电路4内嵌入的控制模块还包括如下单元:
[0091]平衡度检测单元，用于对本次采样之前的连续N个距离差信号求平均值，获得平均距离差，N为大于10的正整数；
[0092]电机驱动信号产生单元，用于根据平衡度检测单元获得的平均距离差，产生电机驱动信号，调整两个限位装置10的间距，使得踏板的摆动最大幅度为平均距离差的1.2至
1.6 倍。
[0093]本实施方式中，采用平衡度检测单元根据踏板连续摆动情况获得平衡状态，并根据该平衡状态调整限位装置10之间的间距，实现限位幅度的自动调节。例如:当踏板连续摆动幅度变化比较大时，表示运动员的平衡状态不稳定，此时调整两个限位装置10的间距变大，相反，当踏板连续摆动幅度变化比较小时，表示运动员的平衡能力比较好，此时调整两个限位装置10的间距变小。
[0094]参见图21所示，是本实施方式所述的一种具体结构实现方式。所述传动杆102位于底座内的部分外侧壁带有螺纹，形成蜗杆结构，所述电机的输出轴驱动主动轮106旋转，该主动轮106带动驱动轮104旋转，驱动轮104两端带有两套齿轮传动机构103，该齿轮传动机构103驱动传动杆102带有螺纹的部分，实现将旋转运动转换成直线运动，进而实现通过电机控制调整传动杆102末段的限位挡板101的位置，实现两个限位装置10之间的间距的调整。
【权利要求】
1.带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，它包括踏板(1)和平衡底座(2)，其特征在于，它还包括两个测距传感器(3)、控制电路(4)和显示器(6)，踏板(1)为平板状，平衡底座(2)的底面是半径为R的弧面，所述平衡底座(2)的顶面为平面，所述平衡底座(2)的顶面与踏板(1)的底面固定连接，所述踏板(1)底面上固定有两个测距传感器(3)，所述两个测距传感器分别位于平衡底座(2)的弧面的两侧；两个测距传感器的信号输出端分别连接控制电路(4)的第一距离信号输入端和第二距离信号输入端，所述控制电路(4)的显示驱动信号输出端连接显示器(6)的信号输入端；所述控制电路(4)内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元:数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集第一距离信号输入端输入的第一距离信号和第二距离信号输入端输入的第二距离信号；比较单元，用于接收到的第一距离信号减去第二距离信号，获得信号差；显示单元，用于将信号差转换成数字信息或图形信息发送给显示器。
2.根据权利要求1所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，所述控制电路(4)包括两个信号调理电路(41)信号调理电路(41)、Α/D转换电路(42 )和控制器(43 );所述控制模块嵌入在控制器(43 )内，所述两个信号调理电路(41)信号调理电路(41)的信号输入端分别是控制电路(4)的第一距离信号输入端和第二距离信号输入端，所述两个信号调理电路(41)信号调理电路(41)的信号输出端分别连接Α/D转换电路(42)的两个模拟信号输入端，所述Α/D转换电路(42)的数字信号输出端连接控制器(43)的信号采集信号输入端，所述控制器(43)的Α/D转换控制信号输出端连接Α/D转换电路(42)的转换控制信号输入端，所述控制器的显示驱动信号输出端连接显示器(6)的信号输入端。
3.根据权利要求1所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，它还包括键盘(5)，所述键盘(5)的信号输出端连接控制电路(4)的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元:按键信息采集单元，用于接收键盘(5)输入的按键信息；按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息为采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息位图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元；显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器(6)。
4.根据权利要求2所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于它包括两个调零电路(44)，所述两个调零电路(44)分别与两个信号调理电路(41)信号调理电路(41)相对应，每个调零电路(44)的信号输出端连接一个信号调理电路(41)信号调理电路(41)的调零信号输入端。
5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，所述平衡训练装置还包括底座(8)，所述底座(8)上表面设置有与平衡底座(2)相对应的凹槽(81)，所述平衡底座(2)放入在该凹槽(81)内。
6.根据权利要求5所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，所述凹槽(81)的底面为平面或弧面。
7.根据权利要求5所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，所述凹槽(81)的底面为弧面，所述平衡训练装置还包括多个限位弧形板(82)，所述多个限位弧形板(82)依次叠加放置在凹槽(81)内，所述多个限位弧形板(82)的内弧半径依次缩小，并且最小的内弧半径大于平衡底座(2)的半径，相邻两块限位弧形板(82)相接处的弧面的半径相等。
8.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，所述平衡训练装置还包括底座(9)和一对或多对限位装置(10)，所述底座(9)的上面带有凹槽(91)，所述平衡底座(2)嵌入在所述凹槽(91)内，每对限位装置(10)对称设置在凹槽的左右两侧，所述限位装置(10)用于限制平衡底座(2)左右摆动的幅度，所述限位装置(10)固定在底座(9)的上表面。
9.根据权利要求8所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，所述限位装置(10)的高度可调。
10.根据权利要求8所述的带有信息反馈功能的一维互动平衡训练装置，其特征在于，所述装置还包括电机驱动电路(105)、电机和传动机构，所述电机驱动电路(105)的控制信号输入端连接控制器(43)的电机驱动信号输出端，所述底座(9)为空心结构，每个限位装置(10)由限位挡板(101)和传动杆(102)组成，所述传动杆(102)的一端与限位挡板(101)固定连接，该传动杆(102)的另一端带有限位环形突起；该传动杆(102)通过轴承固定在底座(9)的内侧壁上，并且限位挡板(101)位于底座(9)侧壁与平衡底座2之间，所述电机驱动电路(105)驱动电机转动，所述电机的输出轴通过传动机构同时驱动两个限位装置(10)中的传动杆(102)做相对的直线运动；控制电路(4)内嵌入的控制模块还包括如下单元:平衡度检测单元，用于对本次采样之前的连续N个距离差信号求平均值，获得平均距离差，N为大于10的正整数；电机驱动信号产生 单元，用于根据平衡度检测单元获得的平均距离差，产生电机驱动信号，调整两个限位装置(10)的间距，使得踏板的摆动最大幅度为平均距离差的1.2至1.6倍。
【文档编号】A63B22/16GK103638643SQ201310739312
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】张宝利, 张权, 刘延淼 申请人:哈尔滨师范大学